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移除书签3.2 Wi-Fi网络覆盖方式
Wi-Fi网络大体可以分为下面两种覆盖场景，5类覆盖方式。
（1）室内覆盖场景：主要有单独建设、综合分布系统建设、混合建设三种不同的覆盖方式。由于Wi-Fi系统工作频段较高，信号反射和绕射损耗较大，同时接收机灵敏度低（与移动基站/手机相比），因而规划人员需要跟据现场勘察的实际情况进行覆盖方式选择。在具体方案设计中，如果需要对现场勘察所拟定的方案进行修改，则需要在方案修改后对站点现场进行第二次勘察。
（2）室外覆盖场景：室外型AP覆盖方式、Mesh型网络覆盖方式。
3.2.1 室内单独建设方式
室内单独建设方式是目前最简单、应用最广的Wi-Fi网络建设方式。图3-6为某办公楼Wi-Fi网络点位图。
图3-6 某办公楼Wi-Fi网络点位图
1．覆盖方式原理及结构
室内单独建设方式采用AP直接覆盖或AP挂接独立室内天线的覆盖方式。直接布放AP，不依托室内分布系统。该方式主要根据Wi-Fi网络的覆盖和容量需求在相应的位置布放AP，并将走线长度控制在允许范围内，随后的链路预算只需计算空间损耗即可。
Wi-Fi室内单独建设方式结构如图3-7所示。
图3-7 Wi-Fi室内单独建设方式结构图
2．覆盖方式要求
（1）室内单独建设方式中，AP需要支持远端管理和远端供电功能，建议采用远端馈入供电模块供电。
（2）综合考虑覆盖和容量两方面因素，确定该网络所需AP数量及其摆放位置。
（3）根据AP的摆放位置，确定其占用的频点，尽量降低同邻频干扰造成的影响。
（4）对于AP外接天线建议满足表3-8所示指标。
表3-8 AP外接天线指标
一般来说，室内单独建设方式布放AP点位选择比较灵活，基本可以使用适合Wi-Fi覆盖的最佳点位，并且由于使用了较多的AP，可以获得较大的网络容量。但由于需布设大量AP，设计及安装所需的人力和物力成本很高。
3.2.2 Wi-Fi综合分布系统建设方式
随着信息化的高速发展，用户对通信服务的要求也不断提高。在传统的移动网络覆盖方式下，室内信号质量差，容量不足；单天线覆盖的范围有限，已经不能满足用户的需求。在这种情况下，迫切需要在热点地区建设共用室内分布系统，以满足不同层面用户对移动通信服务的要求。
Wi-Fi综合分布系统就是指使用同一套室内分布系统，实现GSM、3G和Wi-Fi三种信号的覆盖。室内分布系统主要由信号源和分布系统两部分组成。目前很多高档写字楼已经进行了移动通信的室内分布系统建设。在引入Wi-Fi时可以考虑采用馈入原室内分布系统的建设方式。另外，没有室内分布系统的楼宇在规划、建设室内分布系统时可以将Wi-Fi信号一同考虑。
下面按新建和馈入原分布系统两种情况分别对Wi-Fi综合室内分布系统建设进行分析。
1．新建Wi-Fi综合分布系统
在城市化进程中，新大楼不断涌现，新建筑物室内覆盖需求日益增强，如何新建一个Wi-Fi综合分布系统是不可回避的话题。下面首先介绍多系统合路方案，然后对覆盖方式要求进行分析。
（1）覆盖方式原理及结构
对于面积较小、话务密度比较低的建筑物，GSM网络一般采用微蜂窝、直放站等作为信号源，通过无源同轴电缆分布式系统进行室内覆盖。当对这些建筑进行Wi-Fi和3G信号覆盖时，可将Wi-Fi和3G信号直接与GSM信号源耦合输入系统，实现分布系统共享。下面以TD-SCDMA系统为例进行介绍。
但在实际建设过程中，由于TD-SCDMA和Wi-Fi输出功率远小于GSM系统的输出功率，这种简单的前端合路方式会造成TD-SCDMA与Wi-Fi网络覆盖范围小、信号强度弱的情况，有时甚至造成盲区的出现。
所以一般采用Wi-Fi信号源后端合路的方式。TD-SCDMA信号源采用小功率、多通道的输出方式，多通道输出方式可以通过连接多个RRU实现。GSM信号源采用大功率、单功放的输出方式。Wi-Fi信号源输出功率有限，在数据业务需求很小区域（如地下室、电梯、车库等），没有必要进行Wi-Fi网络的覆盖，所以按不同的数据业务需求选取Wi-Fi覆盖楼层。如图3-8所示，在支路1和支路i上合路了Wi-Fi信号，在支路j上没有Wi-Fi信号。可以根据输出功率的情况在适当的位置添加系统干线放大器（简称干放），以满足覆盖的需求，对不能达到覆盖要求的区域可以适当地增加Wi-Fi AP设备。
图3-8 TD-SCDMA＋GSM＋Wi-Fi共用室内分布结构图（方式一）
除了图3-8所示的合路方式外，还可以采用将TD-SCDMA＋GSM信号源一级合路，再将Wi-Fi二级合路的方式，如图3-9所示。
图3-9 TD-SCDMA＋GSM＋WLAN共用室内分布结构图（方式二）
对比图3-8和图3-9可以看出，第一种合路方式适合于TD-SCDMA采用多通道输出的信源，而第二种方式更适合于TD-SCDMA单通道与GSM直接合路的情况。
（2）覆盖方式要求分析
为了多系统能够共用室内分布系统，需要综合考虑设备兼容性、系统间干扰和功率匹配等方面的因素。
⑴设备兼容性要求
设备兼容主要考虑天线、功率分配器（简称功分器）、耦合器等无源设备的工作频段。为了确保多系统都可以正常工作，所有无源设备都必须是宽频的。新建室内分布系统的功分器、耦合器及天线的工作频率范围至少要保证为885～2483.5MHz。
⑵系统间干扰
由于TD-SCDMA、GSM和Wi-Fi三种信号共用分布系统，其中任意一种信号的谐波、泄漏、杂散等干扰信号都会不同程度地影响另外两套系统的正常工作。因此，需要选用隔离度好的合路器，通常要求滤波合路器的端口隔离指标达到80dB。同时通过选择不同的合路方式，也可以实现不同系统间干扰的有效隔离。
⑶功率匹配
功率匹配是多系统共用一套分布系统时必须考虑的问题。功率匹配需要综合考虑信号源输出功率的差异、不同频段的信号在分布系统中的传输产生的损耗差异、边缘覆盖场强的不同要求、不同频段的无线电波空中损耗差异等。
当多个系统共用室内分布系统时，不同系统的信号源最大输出功率是不同的。Wi-Fi信号源最大输出功率为15dBm。
无源器件（如功分器、耦合器等）对各种不同工作频段的插入损耗以及耦合损耗基本一致，而电缆对信号的损耗差别较大。频率越高，相同线型的百米损耗越大；线径越粗，各频段的损耗差越小。因此多系统共用分布系统时，为了减小馈线损耗引起的天线端输出功率差异，应尽量选用1.27cm（1/2英寸）以上规格的粗馈线。
在室内分布系统建设中，无线信号传播比较简单，信号在空中传输时的损耗与工作频率、传播距离及实际环境有关。由于各频段间距较大，这会导致同一分布天线到同一信号接收点各系统的空间损耗存在较大差异。
因此，为了能够共用室内分布系统，需要综合考虑信号源部分、分布系统和空间传输三部分的损耗。为了便于比较分析，选取典型分布系统的楼宇结构，分布器件损耗差异主要由50m 1.27cm（1/2英寸）支路损耗和30m 2.22cm（7/8英寸）干路损耗引起。表3-9所示是综合考虑以上因素得到的各通信系统典型数值。
表3-9 三种不同系统比较
由表3-9可以看出，在同一个分布系统中，把多个系统信号源直接耦合，不同系统得到的剩余允许损耗差异很大。
⑷Wi-Fi干放要求
在室内分布系统中，可以通过引入Wi-Fi干放设备将Wi-Fi信号放大，以便Wi-Fi信号源与其他系统信号源合路时进行功率匹配，满足多系统室内分布系统的有效覆盖。但干放引入的同时会引起噪声叠加，抬升Wi-Fi系统噪声。因此，在使用Wi-Fi干放时，应注意以下问题：
（a）Wi-Fi干放不得级联使用，尽量减少每个AP所带干放的数量；
（b）共用室内分布系统时，需要根据其他系统的信号强度选择合适的Wi-Fi干放，一般选择0.5W或1W干放；
（c）Wi-Fi干放的引入会带来上行噪声叠加，降低接收信噪比，从而采用低阶调制方式，降低用户接入速率；
（d）Wi-Fi干放一般应满足下列指标要求，如表3-10所示。
表3-10 Wi-Fi干放指标要求
2．馈入原分布系统
（1）覆盖方式原理
馈入原分布系统的建设方式是指首先将来自不同系统的信号合路，合路后的信号馈入原分布系统，然后通过低损耗电缆、耦合器、功分器等到达终端天线进行室内覆盖。通过选用不同耦合度的耦合器以及根据每层所需要的终端天线数量确定功率分配，形成一定区域的Wi-Fi无线信号覆盖，对于狭长形状地区，也可以使用泄漏电缆替代室内小天线进行覆盖。
将Wi-Fi信号源馈入原分布系统中，可以按以下步骤进行。
⑴收集现有分布系统设计图，包括拓扑结构、功率配置及线缆种类、长度等信息。
⑵现有无源器件核查，部分器件更换确认，以支持Wi-Fi频段。
⑶重新核算各个分布天线口的输出功率。
⑷选择典型楼层，计算每个天线的覆盖距离和阻挡情况。
⑸根据每个天线口输出功率和典型楼层的拓扑图，核实该楼层的信号覆盖情况。
⑹根据各楼层信号输出功率和典型楼层的拓扑结构，找出有源设备的节点架设位置。
⑺确定主干路由及Wi-Fi信号源位置。
（2）覆盖方式要求
Wi-Fi馈入原分布系统的建设中，可以按照前面介绍的新建Wi-Fi综合分布系统的组网方式对原有分布系统进行改造。在改造时，为了多系统能够共用室内分布系统，同样需要综合考虑设备兼容性、系统间干扰和功率匹配等方面的因素。具体内容如下。
⑴如果原有覆盖系统所用无源器件的工作频段包括了Wi-Fi系统的工作频段，则可以采用直接合路的方法，充分利用原有网络资源，以便经济、快速地完成Wi-Fi网络建设。如果原有覆盖系统不能满足Wi-Fi系统的工作频段要求，则需要更换其中的窄带设备和器件，再进行合路。
⑵当Wi-Fi与其他系统合路时，引入合路器至少会带来3dB的功率损耗，设计中应充分考虑对原有室内分布系统的影响。
⑶对于不同通信系统，单个分布天线的覆盖范围是不一样的，需要根据室内空间传播损耗，检查原有分布天线密度是否足够。如果不够，就需要增加分布天线数量。对于原分布系统而言，提高天线密度增加了覆盖，但融入多系统合路器会增加插入损耗。因此要综合分析情况，合理设置原有信号源输出功率，以保证原系统天线口输出功率不变。若不增加分布天线数量，则由于引入了合路器，带来了插入损耗，因此应该略微提高原系统信源设备的输出功率，以保证原系统天线口输出功率不变。
⑷馈入原分布系统时，为了减小馈线损耗引起的天线端输出功率差异，应尽量改用1.27cm（1/2英寸）以上规格的粗馈线。更换馈线减少了线缆损耗，但多系统合路器带来了额外的插入损耗，因此需要综合判断两者的差异，合理设置原有信号源输出功率，以确保原系统的室内覆盖要求。
⑸AP需要支持远端管理功能。
⑹馈入原分布系统方案中新增的AP与放大器均使用原有的交流供电。
3．Wi-Fi综合分布系统的特点
Wi-Fi综合分布系统的优点在于利用室内分布系统减少了网络覆盖所需的AP数量，节省网络建设投资，很多情况下可以实现一个AP覆盖一个楼层，工程量小，不会破坏大楼原有装修，避免在施工时影响业主的正常营业，经济快捷，容易为使用单位接受。另一方面，应注意Wi-Fi与原有系统使用不同的频段，故需要更换支持2.4GHz的元器件和重新进行链路预算。同时，采用Wi-Fi综合分布系统时天线点位对于Wi-Fi网络来说可能不是最优的，且由于使用的AP数较少，网络容量较低。
下面以一个普通的Wi-Fi热点建设为例进行分析，不采用合路形式和采用合路形式进行Wi-Fi信号覆盖所需的设备和费用如表3-11和表3-12所示。
表3-11 不采用合路形式进行Wi-Fi信号覆盖所需的设备和费用
表3-12 采用合路形式进行Wi-Fi信号覆盖所需的设备和费用
由上面的数据可知，合路形式比不合路形式少用了6个AP，可能会导致接入带宽的降低，需要时可以通过在弱电井处临时增加1～2个AP解决。
利用室内覆盖系统承载Wi-Fi业务，整体投资呈下降趋势，而且楼宇面积越大，下降幅度越明显。同时，根据不同的建筑结构，采用不同的建设模式，将会取得更好的效果。
3.2.3 室内混合覆盖方式
室内混合覆盖方式整体上采用Wi-Fi信号源接入室内分布系统，对出现的盲点、热点采取独立AP覆盖方案加以辅助建设，进行适度的空间交叠覆盖，满足目标区域内的覆盖需求，缓解热点地区的容量需求。
3.2.4 不同室内覆盖方式对比
在选择室内分布方式时应该根据站点具体情况以及3种覆盖方式的特点合理选择，参见表3-13所示。
表3-13 分布方式选择一览表
3.2.5 室外型AP覆盖方式
对于居民楼、校园等以覆盖需求为主的地区，可以使用室外型AP进行覆盖。如图3-10所示，AP置于建筑物顶端或外墙，使用室外型AP和高增益天线，对室内进行覆盖。
图3-10 室外型AP覆盖
采用室外型覆盖方式建设速度快，网络维护简单，投资少，见效快。
3.2.6 Mesh型网络覆盖方式
对于室外较大面积（如城市、校园等）的Wi-Fi覆盖可以采用Mesh型网络覆盖。如图3-11所示，Mesh技术采用网状网结构，由包括一组呈网状分布的无线AP构成；AP均采用点对点方式通过无线中继链路互联，将传统Wi-Fi中的无线“热点”扩展为真正大面积覆盖的无线“热区”，并将数据回传至有线IP骨干网。
在传统的Wi-Fi中，每个客户端均通过一条与AP相连的无线链路来访问网络，用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的AP，这种网络结构被称为单跳网络。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。
图3-11 Mesh型网络覆盖
